内容正文:
期中冲刺卷(综合题30道)
1.请根据材料,回答下列问题:
《天问一号》
2021年5月15日,中国火星探测任务“天问一号”的火星车祝融号确认成功着陆在火星表面。“天问一号”探测器是由一架轨道飞行器和一辆火星车(如图所示)构成,探测器的成功发射、持续飞行以及后续的环绕、着陆和巡视,是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。中国开展并持续推进深空探测,对保障国家安全、促进科技进步、提升国家软实力以及提升国际影响力具有重要的意义。
火星在我国古代被称之为“荧惑星”,是太阳系八大行星之一,直径约为地球的53%,质量约为地球的11%,火星表面约为。火星地表沙丘、砾石遍布,非常干燥,南北极有以固态的水和二氧化碳组成的冰盖。火星表面的大气密度大约只有地球的1%。火星表面平均温度约为-55℃,从冬天的-133℃到夏日白天的将近27℃,温差很大。火星表面的平均大气压强约为,比地球上的1%还小。
(1)“天问一号”的火星车祝融号着陆过程中,相对于火星表面是_________的;(选填“静止”或“运动”)
(2)如果在火星上给水加热,水的沸点会比地球上_________;(选填“高”或“低”)
(3)请你说明“天问一号”探测器是利用超声波向地球传递信息的吗_______?
2.为了尽可能避免病毒的交叉感染,多地警方利用如图所示的测温巡逻机器人辅助日常巡逻,该机器人的质量为120kg,该机器人最多可负载40kg的重物,求:
(1)机器人所受的重力;
(2)图中机器人空载时地面对它的支持力(画出受力分析);
(3)机器人满载时对地面的压力。
3.一个物体以的速度在水平桌面上做匀速直线运动,受到的摩擦力是,若速度增加到,仍在该桌面上做匀速直线运动,此时它受到的摩擦力(不计空气阻)( )
A.大于 B.小于 C.等于 D.无法判断
理由:___________
4.如图是小罗同学在今年的体育测试中掷出的实心球在空中飞行时的情形。请在图中画出该实心球在图示位置时所受重力的示意图___________。实心球离开手后依然往前飞行,是因为 ___________。
5.高压锅是生活中一种密闭的加热容器,锅盖中央有一出气孔,孔上盖有限压阀,当锅内气压达到限定值时,限压阀被顶起放出部分气体,实现对锅内气体压强的控制。某高压锅盖出气孔的横截面积为12mm2,限压阀的质量为72g。锅内水沸点随气压变化如下图(大气压取1.0×105Pa,g取10N/kg)则 :
(1)由图可知,水的沸点随气压增大而 _________;
(2)因而利用高压锅加热食物时水的沸点通常会________ (选填“高于/低于”)100℃;
(3)这款高压锅锅内气体最大压强为______Pa,水温最高可达到_____℃。
6.今年春节前后,我国出现大范围降雪,严重妨碍了人们的交通出行。工作人员夜以继日的辛勤劳动保障了广大人民群众的出行安全。如下图所示是除雪车正在消除路面积雪的场景。(g取)
(1)冬天由于水蒸气液化,除雪车玻璃___________(选填“内”或“外”)侧容易起雾;
(2)除雪车的方向盘属于简单机械___________(填简单机械的名称);使用它是为了___________;
(3)若除雪车在水平路面上以的速度,匀速直线行驶,则行驶的路程是___________若它受到的阻力是,牵引力的功率是___________;
(4)当除雪车静止在水平路面上时,对地面的压强为,车轮与水平路面的总接触面积为,则此时除雪车的质量是___________。
7.如图所示,被细线拴住的气球静止在空中,请画出气球所受重力的示意图______(O点为气球的重心),重力的施力物体是______ 。
8.如题图,建设中的川铁路东起四川省成都市,途经雅安,昌都、林芝等地,最终抵达西藏自治区首府拉萨。全线运营长度约190km,累计爬升高度达1600m,铁路经过四川盆地,横断山区、青藏高原等地形区,所经区域地形条件极其复杂,堪称“最具挑战的铁路工程”,预计2028年全线建成通车,川藏铁路建成后,成都至拉萨的运行时间有望从目前的48小时缩短至13小时。
(1)川藏铁路建成通车后列车从成都运行至拉萨平均速度大约为___________;
(2)小昕根据题图,合理估测出雅安(海拔高度990m)地区大气压分别约为___________(不考虑天气因素),并初步得出气压—海拔高度的关系为:___________;
大气压与水的沸点关系
大气压/
水的沸点/℃
101
100
70
89.93
62
86.77
47
79.78
(3)小所根据上表估测,在海拔高度3650m有“日光城”美称的拉萨地区,水的沸点可能是___________℃,要提高水的沸点,你的建议是:___________。
9.科学就在我们身边,应用我们身边的学习文具就可以完成一些物理小实验。
(1)如图1所示,将铅笔水平挤压在两手指间,当铅笔静止时,两手指对铅笔的压力是________(选填“相互作用力”或“平衡力”)。铅笔对两手指压力相等,按笔尖的手指较疼。说明压力作用效果与_______有关。
(2)如图2所示,牲畜自动饮水器的示意图,饮水杯A、B、C的水位可以保持一定,便于牲畜饮用,设计者运用了________原理和_________原理
10.2019年1月3日,嫦娥四号在距离月球表面8km时,探测器调整姿态,随后减速下降,在反推发动机和着陆缓冲系统的辅助下,成功落在月球背面。嫦娥四号探测器由着陆器与巡视器组成,巡视器被命名为玉兔二号,整体质量为135kg,是全球目前质量最小的月球车。
(1)嫦娥四号着陆过程中,通过反推发动机向下喷出气体,使其速度减小,成功软着陆,说明力的作用是___________;
(2)物体在月球上受到的重力只有地球上的,地球上g=10N/kg,则玉兔二号在月球上受到的重力为多大?___________
(3)玉兔二号的输出机械功率为3W,以0.06m/s的速度沿水平直线匀速行驶1000s,玉兔二号做功多少?___________受到的阻力为多大?___________
11.C919客机(如图所示)是我国按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机,座级158∼168座,最大飞行质量72500kg,航程4075∼5555km,巡航速度约为238m/s。(g取10N/kg)
(1)C919采用了密度小的铝锂合金复合材料,其中应用的物理知识______ ;
(2)假设客机在某次试飞时,以巡航速度匀速直线飞行了1190km,它飞行的时间是多少?( )
(3)该客机某次以最大飞行质量在某一高度以巡航速度匀速飞行时,受到的阻力是其重力的,则发动机在30min内所做的功是多少?( )
12.为了响应绿色出行的号召,小明坚持骑自行车上下学。质量为50kg的小明骑着10kg的自行车在1min内沿平直路面匀速直线行驶了300m,行驶过程中,自行车受到的阻力为总重的,自行车轮胎与路面的总接触面积为20cm2。
(1)自行车轮胎表面凹凸不平的花纹是为了_________(选填“增大”或“减小”)摩擦;
(2)求骑行过程中,自行车对水平路面的压强_________;
(3)求骑行过程中,动力做功的功率_________。
13.一个大小保持为6N,方向水平向右的力F始终作用在重力为20N的物体M上,物体M在三段粗糙程度不同的水平地面上运动。每隔相同时间记录下物体M的位置,如图所示,忽略物体自身大小带来的影响,则
(1)在BC段,物体M受到的滑动摩擦力大小为___________N;在下图甲以“·”代替物体M,画出物体在C点的受力示意图;( )
(2)物体M最终静止在E点(一直没有撤去拉力F),此时物体M受到的摩擦力大小为___________N,在图乙以“·”代替物体M,画出物体在E点的受力示意图;( )
(3)物体M从A运动到B的过程中,F做的功WAB为___________J,若AB段中,F做的功的功率为PAB,BD段中,F做功的功率为PBD,则PAB___________PBD(选填“<”、“>”或“=”),判断依据是___________。
14.2016年的网红非“共享单车“莫属,共享单车只需用手机扫“二维码”即可骑走,给人们带来了极大方便。其相关数据见表:
车架材料
铝合金
车架材料体积/cm3
2500
整车质量/kg
10
单轮接触面积/cm2
4
(1)共享单车的车轮制成凹凸的花纹,是为了通过增大接触面的______来增大摩擦。
(2)计算质量为50kg的李明骑行时共享单车对地面的压强______;
(3)若李明10min内在某路段匀速骑行6km,该路段阻力为总重力的0.02倍,求李明骑行此路段时动力所做的功______;
(4)求李明骑行此路段时的功率______。
15.大雪造成很多房屋垮塌,小宁想知道屋顶的雪到底有多重,他找来器材进行了测量:
(1)①用弹簧测力计测出空杯子重力为0.2N;
②将杯子里装满水,用弹簧测力计测出总重,如图为______N。
③将杯子里装满雪的样品,用弹簧测力计测出总重为1N。杯中雪的样品体积是______cm3,质量是______g,密度是______g/cm3。
(2)若屋顶面积为100m2,雪的厚度为0.2m,则屋顶雪的总重力是______N。
16.如图所示为正在比赛的赛艇,
(1)赛艇的桨是___________(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆,动力臂___________阻力臂(选填“大于”或“小于”);
(2)让赛艇前进的力的施力物体是___________(填“运动员”或“水”),赛艇到达终点时,即使运动员停止划桨,但由于___________,赛艇也不能马上停下来。
(3)船桨可视为杠杆AOB,图为其简化图,O为支点,F1为动力,请在图中画出F1的力臂l1、作用在B点的阻力F2。( )
17.一木箱静止在水平地面上,如图甲所示。现用水平推力F作用在木箱上,作用时间15s,此过程中木箱做的是直线运动,平均速度为1m/s,推力F和木箱前进的速度V随时间t的变化如图乙、丙所示。
(1)木箱在时间段5-10s为______运动状态,10-15s为______运动状态(选填“静止”、“匀速”、“加速”或“减速”);
(2)木箱在时间t=8s时所受的摩擦力为______N,t=12s时所受的摩擦力为______N;
(3)求木箱在加速过程中运动的路程以及加速过程中推力所做的功______。
18.小杨同学品学兼优,热爱劳动,全面发展。周末,他从超市采购归来,手提一袋大米,站在匀速竖直上升的电梯内。(g取10N/kg)
(1)若小杨及所带物品的总重为700N,在电梯上升10m的过程中,求电梯对他的支持力做的功;
(2)若这袋大米的总质量为5kg,手的受力面积为2cm2,求他的手受到的压强;
(3)小明将米拿回家倒入米缸的时候,有一些洒落在地上,他赶紧叮嘱年幼的弟弟别踩到米,容易摔跤,请从物理学的角度解释其中的原因。
19.载人潜水器和潜艇都是人类探索深海的装置。
(1)如图1所示,“奋斗者”号主要依靠改变自身搭载的载重片,达到沉浮的目的。当“奋斗者”号在深海某位置悬停工作时,下列说法正确的是( )
A.“奋斗者”号抛掉搭载的载重片后会下沉
B.“奋斗者”号抛掉搭载的载重片后会上浮
C.“奋斗者”号持续下潜时,受到的海水压强不变
D.“奋斗者”号持续下潜时,受到的浮力变大
(2)如图2(a)所示,重为牛的潜艇悬停在长江口某深度处,它排开江水的重力为______N,若江海水的密度近似为,潜艇体积为______。潜艇的水舱向外排出的海水后开始上浮,在图2(b)所示位置时潜艇受到的浮力为______N。最终潜艇静止在图2(c)所示海面,潜艇受到的浮力为______N。
20.运动是绝对的、静止是相对的,我们身边的物体无时无刻不在运动,而物体的运动形式多种多样,有的沿直线运动,有的沿曲线运动。做直线运动的物体,有的速度大小不变、有的速度不断增大、有的速度不断减小。自由落体运动是速度增大的直线运动中最简单的一种,它是物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。物体下落的运动是司空见惯的,但人类对它的认识却经历了差不多两千年的时间。最早研究这个问题的,大概要算古希腊学者亚里士多德了,亚里士多德认为物体下落的快慢跟它的轻重有关,重的物体下落得快。伽利略通过逻辑推理,首先指出亚里士多德对落体认识存在问题,然后得出重物与轻物应该下落得同样快的结论,最后用实验证实了自己的结论。在现实生活中人们之所以看到物体下落的快慢不同,是因为空气阻力的影响。如果没有空气阻力,所有物体下落的快慢都一样。
自由落体运动是一种理想状态下的物理模型,我们生活中的重物从空中由静止下落,如果不考虑空气阻力,可视为自由落体运动。大量的实验和科学推导发现,物体做自由落体运动时,运动时间t时的速度大小为v=gt、下落的高度为h=gt2,其中g为重力与质量的比值,不做特殊说明时g取10N/kg,1N/kg=1m/s2请根据上述材料,回答下列问题:
(1)下列说法正确的是___________;
A.真空环境下,铁片和羽毛从静止开始下落,两者下落的一样快
B.把一个物体以一定速度竖直向下抛出,物体做自由落体运动
C.做自由落体运动的物体,其速度与下落时间成正比
D.钢球从离地面1 m高处由静止释放,落地的时间取决于钢球的重力
(2)如图所示,墙壁上的窗子高度d=1.4m,窗子上边缘到天花板的距离h=1.8m。一个小球从天花板由静止释放,不计空气阻力,g取10N/kg。求:
①小球到达窗子上沿时速度的大小;___________
②小球通过窗子所用的时间。___________
21.如图所示,雨燕沿虚线方向匀速斜向上飞翔。
(1)画出雨燕所受力的示意图;(O为重心)( );
(2)此时雨燕所受的力______(选填“是”或“不是”)平衡力。
22.如图,工人将底面积为0.5m2、重500N的货物推入静止的货柜中(忽略空气阻力)。在货柜的同一水平底面上,货物受到水平向右100N的推力F,从A点匀速运动到B点用时1s,在B点撤去F,货物持续运动0.5s停在D点;
(1)用“•”表示货物,在方框中画出货物在C点的受力示意图;
(2)货物到A点时为计时起点,在图2中画出0~1.2s货物所受摩擦力的大小随时间变化的图象;
(3)求出货物停在D点时柜面受到的压强大小。
(4)在斜面上货物受到沿斜面向上250N的推力F1,求从P点匀速运动到Q点推力F1做的功。
23.如图所示,是某学校科技节上展示的两件作品。
(1)图1甲是简易的温度计,它的工作原理是利用___________的性质而制成的。当温度升高时,玻璃管内的液面会___________;其测温效果与小玻璃瓶的容积和玻璃管的___________有关;
(2)图1乙是简易的气压计,将其从山脚带到山顶时,外界大气压___________,玻璃管内液柱的液面会___________。
[提出问题]小华发现图1甲、乙的构造非常相似,提出乙是否也能做温度计使用?
[设计实验和进行实验]把两装置中的小玻璃瓶同时没入同一热水中,观察到乙装置中玻璃管内液柱上升更明显,这是由于瓶内的___________受热膨胀更显著,故乙也能做温度计使用。
[拓展]查阅相关资料,了解到人们很早就发明了如图2所示的气体温度计,当外界环境气温升高时,该温度计中的管内液面会___________。但由于受外界___________、季节等环境因素变化的影响,所以这种温度计测量误差较大。
24.“国际沸点项目”是一项以“研究影响水沸点的因素”为主题的国际合作项目,该项目为来自世界各地的师生搭建了数据共享的平台,全世界学生都可以在当地进行“水的沸腾”实验,并将数据和报告提交到项目网站,实现共享交流。请根据如下指引参与该项目式学习。
【驱动问题】水的沸点受哪些因素的影响?
【开展实验】进行水的沸腾实验并收集数据。
【提交数据】网站上要求提交的数据包括但不限于:水的沸点、水的体积、海拔、经纬度、加热设备等。
(1)你认为还可以补充提交的数据有_______;(任写一个)
【交流分析】下文摘自美国新泽西州Marlboro中学的八年级学生提交的报告,请分析报告回答问题:
①我们班用了不同体积的水来测量,发现所有的沸点都相同。实验中引起我们注意的一件事是:②靠近空调的几个小组测得的沸点略低于教室另一边的几个小组测得的沸点。在科学课上,我们学过空气流动会引起气压变化,因此,我们猜测这是导致数据不一致的原因。③而将我们所处的海拔与该项目中其他学校作比较后,发现海拔越高的地方沸点越低……能与世界其他地方的伙伴一起参与项目时,我们感觉自己像“真正的科学家”。
(2)画线①处所述现象说明:水的沸点与水的体积_______;(选填“有关”或“无关”)
(3)画线②、③处所述现象能论证影响水的沸点的本质因素是_______。请结合所学知识说出论证依据:_______;
【项目延伸】小华受国际沸点项目的启发,想到物理老师曾说过:地球上不同地方的“g值”也有差异。于是他上网查询到下表,并想要发起一个“国际g值项目”。
表1 一些地点的g值
地点
地理纬度
g值(N/kg)
赤道
0°
9.780
广州
23°06'
9.788
武汉
30°33'
9.794
上海
32°12'
9.794
北京
39°56'
9.801
纽约
40°40'
9.803
莫斯科
55°45'
9.816
北极
90°
9.832
(4)分析表1数据,你认为g值大小与地理纬度的关系可能是________;
(5)如图是我国四大卫星发射中心分布图,请结合图像说明海南文昌卫星发射中心的优势条件:________;
(6)小华查阅资料得知:在运动学中,g值又被称作“重力加速度”,用来描述物体在只受重力作用且由静止释放后的速度变化情况,它在数值上等于单位时间内速度的变化量。如下图是同一物体(m=lkg)分别从广州、莫斯科两地同一高度静止释放后的v-t图像,该物体在广州静止释放后第5s的速度为_______m/s;在这两地,5s内该物体重力做的功相差_______J。(物体未落地且不计空气阻力)
25.2008年9月25日21时10分,我国成功发射了神舟七号飞船,并且首次实现了我国航天员太空行走的愿望。如图所示,是我国航天员翟志刚出舱时的英姿,请问:
(1)与在地球上相比,航天员在太空上的质量 ______,受到的重力 ______;(选填“变大”、“不变”或“变小”)
(2)出舱的航天员与轨道舱之间需要系上一根安全系绳。当航天员意外漂离轨道舱时,可拉着绳子返回轨道舱。这利用了物体间力的作用是 ______的和力可改变物体的 ______;
(3)“飞天”舱外航天服的手掌部分有灰色的橡胶颗粒,是为了 ______,从而 ______(选填“增大”、“减小”)摩擦;
(4)若不穿舱外航天服,只带氧气瓶,航天员能否走出舱外活动?运用你所学的物理知识说出一条理由。答:______(选填“能”或“不能”),因为 ______。
26.阅读短文,回答问题。
如图所示,为高速列车的无砟(砟:小块的石头)轨道。无砟轨道(如甲图)的路基不用碎石,铁轨和轨枕直接铺在混凝土上,这可减少维护、降低粉尘。高速列车在无砟轨道上运行时如子弹头般穿梭而过,时速可达360千米(如乙图),传统铁路的钢轨是固定在枕木上,如图为小碎石铺成的路砟(如丙图)。
(1)列车设计为子弹头型,目的是:___________;
(2)在列车车厢的桌面静放着一重为10N的杯子,已知列车在加速行驶的过程中,杯子滑动时受到的滑摩擦力大小是重力的0.6倍。那么,列车在匀速行驶过程中,杯子受到的摩擦力大小为___________ N,此时列车的动力___________ (选填“大于”“小于”或“等于”)阻力;
(3)沪宁两地高速铁路线长是297km,若列车的平均速度是330km/h,则它从南京行驶到上海用时为___________ min。
27.在实际生活中,人们都知道汽车行驶时轮胎气压不能太高也不能太低,轮胎气压过高或者过低都会损坏轮胎,影响行车安全.除此以外,是否还有其他影响呢?某小组同学查阅资料发现,汽车行驶时轮胎对沥青路面产生的压强称为轮胎平均接地压强,这一压强过大将会对沥青路面产生不利的影响,而轮胎平均接地压强与汽车荷栽以及轮胎气压密切相关,下表是有关的实验数据.
序号
轮胎气压
汽车荷载
轮胎平均接地压强
1
0.6
110
0.76
2
131
0.84
3
151
0.88
4
0.7
110
0.88
5
131
0.94
6
151
0.99
7
1.0
110
1.00
8
131
1.05
9
151
1.14
①分析实验序号1与2与3(或4与5与6,或7与8与9)的数据可得出的初步结论是,当轮胎气压一定时,_________
②分析实验序号1与4与7(或2与5与8,或3与6与9)的数据可得出的初步结论是,当汽车荷载相同时,________;由此可以猜想:当汽车荷载一定时轮胎气压改变可能导致轮胎与地面间的____改变,从而改变了轮胎平均接地压强.
③分析实验序号3与4的数据可得出的初步结论是,当轮胎气压从增大至时,所产生的效果相当于在轮胎气压保持的情况下增加约____N的汽车荷载.
如果你是道路养护单位的工作人员,请结合上述结论和所学的物理知识,向广大车主解释在汽车荷载一定时,为什么夏天比冬天给轮胎加气少(提示:爆胎情况不用分析).____
28.如图所示,有一茶杯静止在水平桌面上。
(1)画出:茶杯的受力示意图;
(2)证明:茶杯对桌面的压力大小等于茶杯的重力。
29.现代社会汽车大量增加,发生交通事故的一个重要原因是遇到意外情况时车不能立即停止。司机从看到情况到操纵制动器来刹车需要一段时间,这段时间叫反应时间;在这段时间内汽车要保持原速前进一段距离,这段距离叫反应距离。从操纵制动器刹车,到车停下来,汽车又要前进一段距离,这段距离叫制动距离,下面是一个机警的司机驾驶一辆保养得很好的汽车在干燥的水平公路上以不同的速度行驶时,测得的反应距离和制动距离,请回答:
速度(km/h)
40
50
60
80
100
反应距离(m)
7
9
11
15
19
制动距离(m)
8
13
20
34
54
①刹车过程中轮胎会发热,这是由于_________力做功引起的。
②分析上表数据可知,汽车制动距离与行驶速度的关系是:________________。
③利用上表数据,估算该司机的反应时间为____________(精确到0.01秒)秒。
④为了提醒司机朋友在雨雪天气里注意行车安全,在高速公路旁边设置了“雨雪路滑,减速慢行”的警示牌,请简要说明这句话的物理道理。_____________。
30.新能源汽车绿色环保、智能化程度高,深受全世界人民喜爱,这一领域我们已“遥遥领先”。请根据某品牌新能源汽车相关参数解答相关问题。(g取10N/kg)
某新能源汽车参数
车型尺寸
4997/1963/1440mm|
整车质量
2200kg
电动机总功率
500kW
最大时速
270km/h
满电续航里程
800km
电池储存能量
3.6×108J
(1)为保证驾驶安全,请你根据所学物理知识为司机提出一条合理建议:______;
(2)该车停放在水平路面时对地面的压力为多少N______?
(3)每条转胎与地面的接触面积为500cm2,对水平路面的压强为多少Pa______?
(4)充满电后,若以72km/h的速度匀速行驶720km,电量刚好耗完(做的功等于电池储存能量),电机实际功率为多少W______?
学科网(北京)股份有限公司
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期中冲刺(综合题30道)
1.请根据材料,回答下列问题:
《天问一号》
2021年5月15日,中国火星探测任务“天问一号”的火星车祝融号确认成功着陆在火星表面。“天问一号”探测器是由一架轨道飞行器和一辆火星车(如图所示)构成,探测器的成功发射、持续飞行以及后续的环绕、着陆和巡视,是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。中国开展并持续推进深空探测,对保障国家安全、促进科技进步、提升国家软实力以及提升国际影响力具有重要的意义。
火星在我国古代被称之为“荧惑星”,是太阳系八大行星之一,直径约为地球的53%,质量约为地球的11%,火星表面约为。火星地表沙丘、砾石遍布,非常干燥,南北极有以固态的水和二氧化碳组成的冰盖。火星表面的大气密度大约只有地球的1%。火星表面平均温度约为-55℃,从冬天的-133℃到夏日白天的将近27℃,温差很大。火星表面的平均大气压强约为,比地球上的1%还小。
(1)“天问一号”的火星车祝融号着陆过程中,相对于火星表面是_________的;(选填“静止”或“运动”)
(2)如果在火星上给水加热,水的沸点会比地球上_________;(选填“高”或“低”)
(3)请你说明“天问一号”探测器是利用超声波向地球传递信息的吗_______?
【答案】 运动 低 见解析
【详解】(1)[1]“天问一号”的火星车祝融号着陆过程中,所以相对于火星表面的位置发生改变,它是运动的。
(2)[2]火星上的大气压比地球上大气压小很多,而液体的沸点随表面气压的增大而增大,所以在火星上烧水,水的沸点会很低。
(3)[3]因为声波无法在真空中传播,所以“天问一号”无法利用超声波向地球传递信息。
2.为了尽可能避免病毒的交叉感染,多地警方利用如图所示的测温巡逻机器人辅助日常巡逻,该机器人的质量为120kg,该机器人最多可负载40kg的重物,求:
(1)机器人所受的重力;
(2)图中机器人空载时地面对它的支持力(画出受力分析);
(3)机器人满载时对地面的压力。
【答案】(1)1200N;(2)1200N;(3)1600N
【详解】(1)机器人所受的重力为
(2)图中机器人空载时放置在地面上,对机器人进行受力分析,如图所示:
机器人处于静止状态,即平衡状态,由二力平衡得,图中机器人空载时地面对它的支持力等于自身的重力,即
(3)机器人满载时放置在地面上,对地面的压力等于总重力。重物的重力为
机器人满载时对地面的压力为
答:(1)机器人所受的重力为1200N;
(2)图中机器人空载时地面对它的支持力为1200N;
(3)机器人满载时对地面的压力是1600N。
3.一个物体以的速度在水平桌面上做匀速直线运动,受到的摩擦力是,若速度增加到,仍在该桌面上做匀速直线运动,此时它受到的摩擦力(不计空气阻)( )
A.大于 B.小于 C.等于 D.无法判断
理由:___________
【答案】 C 见解析
【详解】[1][2]一物体以1m/s的速度在水平桌面上做匀速直线运动,所以摩擦力与拉力是一对平衡力,大小相等为40N,方向与拉力方向相反;物体运动的速度增加到3m/s时仍在该桌面上做匀速直线运动,此时压力和接触面的粗糙程度都未变化,所以摩擦力仍不变,为40N,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
4.如图是小罗同学在今年的体育测试中掷出的实心球在空中飞行时的情形。请在图中画出该实心球在图示位置时所受重力的示意图___________。实心球离开手后依然往前飞行,是因为 ___________。
【答案】 实心球具有惯性
【详解】[1]实心球受重力作用,重力的方向是竖直向下的,过重心沿竖直向下的方向画一条带箭头的有向线段,用G表示,如图所示:
[2]实心球离开手后依然往前飞行,是因为实心球具有惯性,仍然要保持原来的运动状态。
5.高压锅是生活中一种密闭的加热容器,锅盖中央有一出气孔,孔上盖有限压阀,当锅内气压达到限定值时,限压阀被顶起放出部分气体,实现对锅内气体压强的控制。某高压锅盖出气孔的横截面积为12mm2,限压阀的质量为72g。锅内水沸点随气压变化如下图(大气压取1.0×105Pa,g取10N/kg)则 :
(1)由图可知,水的沸点随气压增大而 _________;
(2)因而利用高压锅加热食物时水的沸点通常会________ (选填“高于/低于”)100℃;
(3)这款高压锅锅内气体最大压强为______Pa,水温最高可达到_____℃。
【答案】 升高 高于 1.6×105 115
【详解】(1)[1]由图乙可知,水的沸点随气压增大而升高,高原地区使用高压锅才更容易将食物煮熟是因为海拔越高,气压越小的缘故。
(2)[2]大气压强越大,液体的沸点越高,所以利用高压锅加热食物时水的沸点通常会高于100℃。
(3)[3][4]根据题意可知,高压锅盖出气孔的横截面积为
限压阀的质量为
所受的重力为
由此可知锅内的压强为
此时对应的温度为115℃。
6.今年春节前后,我国出现大范围降雪,严重妨碍了人们的交通出行。工作人员夜以继日的辛勤劳动保障了广大人民群众的出行安全。如下图所示是除雪车正在消除路面积雪的场景。(g取)
(1)冬天由于水蒸气液化,除雪车玻璃___________(选填“内”或“外”)侧容易起雾;
(2)除雪车的方向盘属于简单机械___________(填简单机械的名称);使用它是为了___________;
(3)若除雪车在水平路面上以的速度,匀速直线行驶,则行驶的路程是___________若它受到的阻力是,牵引力的功率是___________;
(4)当除雪车静止在水平路面上时,对地面的压强为,车轮与水平路面的总接触面积为,则此时除雪车的质量是___________。
【答案】 内 轮轴 省力 3000m
【详解】(1)[1]除雪车内部空气温度较高,水蒸气遇到冷的玻璃后在玻璃表面液化,导致除雪车玻璃内侧出现水雾。
(2)[2][3]轮轴是由轮和轴组成的,除雪车的方向盘属于轮轴,轮轴的动力臂大于阻力臂,相当于一个省力杠杆,所以使用轮轴的目的是省力。
(3)[4]行驶的路程
[5]匀速行驶,牵引力等于阻力,故牵引力的功率为
(4)[6]当除雪车静止在水平路面上时,对地面的压力等于车的重力,故车的重力为
除雪车的质量
7.如图所示,被细线拴住的气球静止在空中,请画出气球所受重力的示意图______(O点为气球的重心),重力的施力物体是______ 。
【答案】 地球
【详解】[1]重力的方向是竖直向下的,过气球的重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段,用G表示,如图所示:
[2]重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,重力的施力物体是地球。
8.如题图,建设中的川铁路东起四川省成都市,途经雅安,昌都、林芝等地,最终抵达西藏自治区首府拉萨。全线运营长度约190km,累计爬升高度达1600m,铁路经过四川盆地,横断山区、青藏高原等地形区,所经区域地形条件极其复杂,堪称“最具挑战的铁路工程”,预计2028年全线建成通车,川藏铁路建成后,成都至拉萨的运行时间有望从目前的48小时缩短至13小时。
(1)川藏铁路建成通车后列车从成都运行至拉萨平均速度大约为___________;
(2)小昕根据题图,合理估测出雅安(海拔高度990m)地区大气压分别约为___________(不考虑天气因素),并初步得出气压—海拔高度的关系为:___________;
大气压与水的沸点关系
大气压/
水的沸点/℃
101
100
70
89.93
62
86.77
47
79.78
(3)小所根据上表估测,在海拔高度3650m有“日光城”美称的拉萨地区,水的沸点可能是___________℃,要提高水的沸点,你的建议是:___________。
【答案】 如不考虑天气因素,海拔高度越高,大气压越小 88.4 为了提高水的沸点,可以改用高压锅来烧水
【详解】(1)[1]由题意知,川藏铁路全长约190km,运行时间为13小时,根据速度公式可得,川藏铁路建成通车后列车从成都运行至拉萨平均速度大约为
(2)[2][3]根据题图,如不考虑天气因素,随着海拔高度的增加,大气压逐渐减小。其中海拔高度1000m地区时,大气压为,可以估测出雅安(海拔高度990m)地区大气压约为。
(3)[4][5]由图可知,大气压的越低,水的沸点则越低,拉萨地区海拔高度3650m,该地区的大气压约为,可以推测出该地区的沸点可能为88.4℃。由于在标准大气压下,水的沸点为100℃,为了提高沸点的水,可以改用高压锅来烧水。
9.科学就在我们身边,应用我们身边的学习文具就可以完成一些物理小实验。
(1)如图1所示,将铅笔水平挤压在两手指间,当铅笔静止时,两手指对铅笔的压力是________(选填“相互作用力”或“平衡力”)。铅笔对两手指压力相等,按笔尖的手指较疼。说明压力作用效果与_______有关。
(2)如图2所示,牲畜自动饮水器的示意图,饮水杯A、B、C的水位可以保持一定,便于牲畜饮用,设计者运用了________原理和_________原理
【答案】 平衡力 受力面积 连通器 杠杆
【详解】(1)[1][2]如图1所示,将铅笔水平挤压在两手指间,当铅笔静止时,铅笔处于平衡状态,受到两手指对铅笔的压力是一对方向相反、大小相等、作用在同一直线上的平衡力。所以此时两手指对铅笔的压力相等。根据力的作用是相互的,可知铅笔对两手指的压力相等,而受力面积不同,与笔尖接触的受力面积小,从而手指较疼,说明压力作用效果与受力面积有关。
(2)[3][4] 图中的大水槽和饮水杯A、B、C的底部是连通的,上端开口,构成了一个连通器。当连通器内的液体不流动时,各容器中的液面总是相平的,当牲畜饮水时,饮水杯中的水位下降,大水槽中水位随之下降,浮子(浮子受到水施加的浮力作用)在重力的作用下就会向下运动,与浮子相连的杆形成了一个杠杆,杠杆下降时进水管的管口打开,水流下来,保证水槽和饮水杯的水位相平。
10.2019年1月3日,嫦娥四号在距离月球表面8km时,探测器调整姿态,随后减速下降,在反推发动机和着陆缓冲系统的辅助下,成功落在月球背面。嫦娥四号探测器由着陆器与巡视器组成,巡视器被命名为玉兔二号,整体质量为135kg,是全球目前质量最小的月球车。
(1)嫦娥四号着陆过程中,通过反推发动机向下喷出气体,使其速度减小,成功软着陆,说明力的作用是___________;
(2)物体在月球上受到的重力只有地球上的,地球上g=10N/kg,则玉兔二号在月球上受到的重力为多大?___________
(3)玉兔二号的输出机械功率为3W,以0.06m/s的速度沿水平直线匀速行驶1000s,玉兔二号做功多少?___________受到的阻力为多大?___________
【答案】 相互的 225N 3000J 50N
【详解】(1)[1]嫦娥四号通过反推发动机向下喷出气体,由于物体间力的作用是相互的,气体对嫦娥四号向上的作用力,使其速度减小,成功软着陆。
(2)[2]玉兔二号在月球上,位置变化、质量不变,还是135kg,玉逸二号在地球上受到的重力
G=mg=135kg×10N/kg=1350N
玉逸二号在月球上受到的重力
(3)[3][4]行驶1000s玉兔二号做功
W=Pt=3W×1000s=3000J
由
可得,玉兔二号受到的牵引力
匀速行驶使牵引力和阻力是平衡力,受到的阻力
f=F=50N
11.C919客机(如图所示)是我国按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机,座级158∼168座,最大飞行质量72500kg,航程4075∼5555km,巡航速度约为238m/s。(g取10N/kg)
(1)C919采用了密度小的铝锂合金复合材料,其中应用的物理知识______ ;
(2)假设客机在某次试飞时,以巡航速度匀速直线飞行了1190km,它飞行的时间是多少?( )
(3)该客机某次以最大飞行质量在某一高度以巡航速度匀速飞行时,受到的阻力是其重力的,则发动机在30min内所做的功是多少?( )
【答案】 见解析 5000s 3.1059×1010 J
【详解】解:(1)[1]C919采用了密度小的铝锂合金复合材料,其中应用的物理知识:根据密度公式的变形式知,在体积一定时,材料密度越小,质量越小.
(2)[2]飞机巡航速度约为
由得飞机所需的最短时间为
(3)根据速度公式得,飞机在内飞行的路程为
该客机以巡航速度匀速飞行时,受到的阻力是其重力的,客机受到的阻力等于发动机巡航推力,即
则发动机在内所做的功是
答:(1)根据密度公式的变形式知,在体积一定时,材料密度越小,质量越小;
(2)飞行的时间是5000s;
(3)发动机在内所做的功是。
12.为了响应绿色出行的号召,小明坚持骑自行车上下学。质量为50kg的小明骑着10kg的自行车在1min内沿平直路面匀速直线行驶了300m,行驶过程中,自行车受到的阻力为总重的,自行车轮胎与路面的总接触面积为20cm2。
(1)自行车轮胎表面凹凸不平的花纹是为了_________(选填“增大”或“减小”)摩擦;
(2)求骑行过程中,自行车对水平路面的压强_________;
(3)求骑行过程中,动力做功的功率_________。
【答案】 增大 3×105Pa 150W
【详解】(1)[1]自行车轮胎表面凹凸不平的花纹是通过增大接触面粗糙程度的方式增大摩擦。
(2)[2]小明和自行车的总重力
G=m总g=(50kg+10kg)×10N/kg=600N
骑行过程中,自行车对水平路面的压力
F=G=600N
骑行过程中,自行车对水平路面的压强
(3)[3]骑行过程中,自行车做匀速直线运动,处于平衡状态,所受的动力
动力做的功
W=F′s=30N×300m=9000J
动力做功的功率
13.一个大小保持为6N,方向水平向右的力F始终作用在重力为20N的物体M上,物体M在三段粗糙程度不同的水平地面上运动。每隔相同时间记录下物体M的位置,如图所示,忽略物体自身大小带来的影响,则
(1)在BC段,物体M受到的滑动摩擦力大小为___________N;在下图甲以“·”代替物体M,画出物体在C点的受力示意图;( )
(2)物体M最终静止在E点(一直没有撤去拉力F),此时物体M受到的摩擦力大小为___________N,在图乙以“·”代替物体M,画出物体在E点的受力示意图;( )
(3)物体M从A运动到B的过程中,F做的功WAB为___________J,若AB段中,F做的功的功率为PAB,BD段中,F做功的功率为PBD,则PAB___________PBD(选填“<”、“>”或“=”),判断依据是___________。
【答案】 6 6 36 < 根据,,两次拉力大小相同,在力的方向上通过的距离也相同,所以功W大小相同,又因为tAB>tBD,故PAB<PBD
【详解】(1)[1][2]由图可知物体在BD段是做匀速直线运动,物体受力平衡,物体在竖直方向受到重力和支持力的作用,在水平方向受到拉力和滑动摩擦力作用,所以滑动摩擦力的大小等于拉力的大小,此时滑动摩擦力大小为6N,则物体受力示意图,如下图所示:
(2)[3][4]物体静止在E点时,物体受到平衡,竖直方向物体受到重力和支持力的作用,水平方向物体受到拉力和静摩擦力的作用,所以静摩擦力的大小与拉力大小相等,此时静摩擦力的大小等于6N,则物体受力示意图,如下图所示:
(3)[5]物体从A运动到B的过程中,F做的功
W=Fs =6N×6m=36J
[6]物体在AB段和BD段通过的路程相同,拉力大小不变,根据W=Fs可知,拉力在AB段和BD段做的功相等。
[7]由图可知,物体通过BD段所用时间小于物体通过AB段的时间,根据可知,功W相同,时间t越小,功率P越大,所以PAB< PBD。
14.2016年的网红非“共享单车“莫属,共享单车只需用手机扫“二维码”即可骑走,给人们带来了极大方便。其相关数据见表:
车架材料
铝合金
车架材料体积/cm3
2500
整车质量/kg
10
单轮接触面积/cm2
4
(1)共享单车的车轮制成凹凸的花纹,是为了通过增大接触面的______来增大摩擦。
(2)计算质量为50kg的李明骑行时共享单车对地面的压强______;
(3)若李明10min内在某路段匀速骑行6km,该路段阻力为总重力的0.02倍,求李明骑行此路段时动力所做的功______;
(4)求李明骑行此路段时的功率______。
【答案】 粗糙程度 7.5×105Pa 7.2×104J 120W
【详解】(1)[1]共享单车的车轮制成凹凸的花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦。
(2)[2]李明骑行时的总重力
G总=m总g=(50kg+10kg)×10N/kg=600N
李明骑行时对地面的压力
F=G总=600N
车轮和地面的受力面积
S=4cm2×2=8cm2=8×10-4m2
李明骑行时对地面的压强
p==7.5×105Pa
(3)[3]李明运动的路程
s=6km=6000m
因匀速骑行,所以李明对车的动力
F=f=0.02G总=0.02×600N=12N
李明骑行此路段时动力所做的功
W=Fs=12N×6000m=7.2×104J
(4)[4]运动的时间
t=10min=600s
李明的骑行功率
P==120W
15.大雪造成很多房屋垮塌,小宁想知道屋顶的雪到底有多重,他找来器材进行了测量:
(1)①用弹簧测力计测出空杯子重力为0.2N;
②将杯子里装满水,用弹簧测力计测出总重,如图为______N。
③将杯子里装满雪的样品,用弹簧测力计测出总重为1N。杯中雪的样品体积是______cm3,质量是______g,密度是______g/cm3。
(2)若屋顶面积为100m2,雪的厚度为0.2m,则屋顶雪的总重力是______N。
【答案】 2.2 200 80 0.4 8×104
【详解】(1)[1]测力计的分度值为0.2N,则水和杯子的重力为2.2N。
[2]杯子装满水时水的重力
G水=G-G杯=2.2N-0.2N=2N
杯内水的体积
杯子的容积一定,将杯子里装满雪的样品,则杯中雪的样品体积也是200cm3。
[3][4]杯子装满雪时雪的重力
G雪=G′-G杯=1.0N-0.2N=0.8N
雪的质量
雪的样品密度
(2)[5]屋顶雪的体积
V=100m2×0.2m=20m3
屋顶雪的重力
G总=m总g=ρ雪Vg=0.4×103kg/m3×20m3×10N/kg=8×104N
16.如图所示为正在比赛的赛艇,
(1)赛艇的桨是___________(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆,动力臂___________阻力臂(选填“大于”或“小于”);
(2)让赛艇前进的力的施力物体是___________(填“运动员”或“水”),赛艇到达终点时,即使运动员停止划桨,但由于___________,赛艇也不能马上停下来。
(3)船桨可视为杠杆AOB,图为其简化图,O为支点,F1为动力,请在图中画出F1的力臂l1、作用在B点的阻力F2。( )
【答案】 费力 小于 水 惯性
【详解】(1)[1][2]船桨的阻力臂比动力臂长,是费力杠杆,这类杠杆费力省距离,动力作用点移动的距离比阻力作用点移动的距离小。
(2)[3]桨对水有向后的力,根据力的作用是相互的,水对桨有向前的力,故让赛艇前进的力的施力物体是水。
[4]赛艇到达终点时,即使运动员停止划桨,赛艇也不能马上停下来,赛艇保持原有的运动状态继续向前运动,这种性质叫做惯性。
(3)[5]F1为动力,作O点到F1的作用线的垂线即力臂l1、作用在B点的阻力F2,如图所示:
17.一木箱静止在水平地面上,如图甲所示。现用水平推力F作用在木箱上,作用时间15s,此过程中木箱做的是直线运动,平均速度为1m/s,推力F和木箱前进的速度V随时间t的变化如图乙、丙所示。
(1)木箱在时间段5-10s为______运动状态,10-15s为______运动状态(选填“静止”、“匀速”、“加速”或“减速”);
(2)木箱在时间t=8s时所受的摩擦力为______N,t=12s时所受的摩擦力为______N;
(3)求木箱在加速过程中运动的路程以及加速过程中推力所做的功______。
【答案】 加速 匀速 20 20 见解析
【详解】(1)[1][2]由图丙知道,木箱在时间段5-10s,速度逐渐增大,为加速运动状态,10-15s速度保持不变,为匀速运动状态。
(2)[3][4]已知木箱在10-15s做匀速直线运动,处于平衡状态,所受的滑动摩擦力
f=F=20N
木箱在时间t=8s时处于加速运动状态,仍受到滑动摩擦力的作用,因木箱对水平地面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,故木箱所受的摩擦力大小不变,为20N,t=12s时所受的摩擦力为20N。
(3)[5]此过程中木箱做的是直线运动,平均速度为1m/s,总路程
s=vt=1m/s×15s=15m
木箱在匀速运动过程中的路程
s2=v2t2=2m/s×(15s-10s)=10m
0-5s木箱的速度为0,处于静止状态,故木箱在加速过程中运动的路程
s1=s-s2=15m-10m=5m
由图乙知道 加速过程木箱所受的推力为30N,故加速过程中推力所做的功
W=F′s1=30N×5m=150J
18.小杨同学品学兼优,热爱劳动,全面发展。周末,他从超市采购归来,手提一袋大米,站在匀速竖直上升的电梯内。(g取10N/kg)
(1)若小杨及所带物品的总重为700N,在电梯上升10m的过程中,求电梯对他的支持力做的功;
(2)若这袋大米的总质量为5kg,手的受力面积为2cm2,求他的手受到的压强;
(3)小明将米拿回家倒入米缸的时候,有一些洒落在地上,他赶紧叮嘱年幼的弟弟别踩到米,容易摔跤,请从物理学的角度解释其中的原因。
【答案】(1)7000J;(2)2.5×105Pa;(3)见解析
【详解】解:(1)电梯匀速上升,电梯对他的支持力等于小杨及所带物品的总重力,电梯对他的支持力做的功
(2)这袋大米的总重力
手提大米时,手受到的压力
手的受力面积
他的手受到的压强
(3)走路时,若不小心踩到米上,脚与地面间的滑动摩擦变为滚动摩擦,摩擦力减小,脚会突然向前滑动,即脚的运动速度变快,而人的上半身由于惯性仍要保持原来较小的速度,所以人就会向后摔跤。
答:(1)电梯对他的支持力做的功为;
(2)他的手受到的压强为;
(3)走路时,若不小心踩到米上,脚会突然向前滑动,即脚的运动速度变快,而人的上半身由于惯性仍要保持原来较小的速度,所以人就会容易摔跤。
19.载人潜水器和潜艇都是人类探索深海的装置。
(1)如图1所示,“奋斗者”号主要依靠改变自身搭载的载重片,达到沉浮的目的。当“奋斗者”号在深海某位置悬停工作时,下列说法正确的是( )
A.“奋斗者”号抛掉搭载的载重片后会下沉
B.“奋斗者”号抛掉搭载的载重片后会上浮
C.“奋斗者”号持续下潜时,受到的海水压强不变
D.“奋斗者”号持续下潜时,受到的浮力变大
(2)如图2(a)所示,重为牛的潜艇悬停在长江口某深度处,它排开江水的重力为______N,若江海水的密度近似为,潜艇体积为______。潜艇的水舱向外排出的海水后开始上浮,在图2(b)所示位置时潜艇受到的浮力为______N。最终潜艇静止在图2(c)所示海面,潜艇受到的浮力为______N。
【答案】(1)B
(2) 6000
【详解】(1)AB.当“奋斗者”号在深海某位置悬停工作时,浮力等于重力;“奋斗者”号抛掉搭载的载重片后重力减小,当浮力大于重力时,“奋斗者”号会上浮,故A错误,B正确;
C.“奋斗者”号持续下潜时,深度增加,由知潜艇受到的海水压强变大,故C错误;
D.“奋斗者”号持续下潜时,排开水的体积不变,根据可知深潜器受到的浮力不变,故D错误。
故选B。
(2)[1]当潜艇悬停在海水某深度处,根据物体的浮沉条件可知,此时潜艇受到的浮力
根据阿基米德原理可知,潜艇排开海水的重力
[2]若江海水的密度近似为,潜艇体积为
[3]当潜艇上浮至图所示位置时,潜艇还是浸没在海水中,则潜艇排开海水的体积不变,根据阿基米德原理可知,潜艇受到的浮力不变,还是
[4]当潜艇最终静止在图所示海面时,此时潜艇漂浮在海面上,根据物体的浮沉条件可知,此时潜艇受到的浮力等于自身的重力,所以此时潜艇受到浮力
20.运动是绝对的、静止是相对的,我们身边的物体无时无刻不在运动,而物体的运动形式多种多样,有的沿直线运动,有的沿曲线运动。做直线运动的物体,有的速度大小不变、有的速度不断增大、有的速度不断减小。自由落体运动是速度增大的直线运动中最简单的一种,它是物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。物体下落的运动是司空见惯的,但人类对它的认识却经历了差不多两千年的时间。最早研究这个问题的,大概要算古希腊学者亚里士多德了,亚里士多德认为物体下落的快慢跟它的轻重有关,重的物体下落得快。伽利略通过逻辑推理,首先指出亚里士多德对落体认识存在问题,然后得出重物与轻物应该下落得同样快的结论,最后用实验证实了自己的结论。在现实生活中人们之所以看到物体下落的快慢不同,是因为空气阻力的影响。如果没有空气阻力,所有物体下落的快慢都一样。
自由落体运动是一种理想状态下的物理模型,我们生活中的重物从空中由静止下落,如果不考虑空气阻力,可视为自由落体运动。大量的实验和科学推导发现,物体做自由落体运动时,运动时间t时的速度大小为v=gt、下落的高度为h=gt2,其中g为重力与质量的比值,不做特殊说明时g取10N/kg,1N/kg=1m/s2请根据上述材料,回答下列问题:
(1)下列说法正确的是___________;
A.真空环境下,铁片和羽毛从静止开始下落,两者下落的一样快
B.把一个物体以一定速度竖直向下抛出,物体做自由落体运动
C.做自由落体运动的物体,其速度与下落时间成正比
D.钢球从离地面1 m高处由静止释放,落地的时间取决于钢球的重力
(2)如图所示,墙壁上的窗子高度d=1.4m,窗子上边缘到天花板的距离h=1.8m。一个小球从天花板由静止释放,不计空气阻力,g取10N/kg。求:
①小球到达窗子上沿时速度的大小;___________
②小球通过窗子所用的时间。___________
【答案】 AC 6m/s 0.2s
【详解】(1)[1]由短文可知,自由落体运动是速度增大的直线运动中最简单的一种,它是物体只在重力作用下从静止开始下落的运动;
A.如果没有空气阻力,所有物体下落的快慢都一样;真空环境下,没有空气阻力,铁片和羽毛从静止开始下落,只受到重力作用,两者下落的一样快,故A正确;
B.把一个物体以一定速度竖直向下抛出,物体不是从静止开始下落的,所以不是自由落体运动,故B错误;
C.运动时间为t时的速度大小为v=gt,g是一个常数,所以做自由落体运动的物体其速度与下落时间成正比,故C正确;
D.钢球从离地面1m高度由静止释放,由可知落地的时间取决于最初钢球离地面的高度,故D错误。
故选AC。
(2)①[2]窗子上边缘到天花板的距离h=1.8m,由可得,小球运动到窗子上沿所需时间
则小球到达窗子上沿时速度的大小
v=gt=10m/s2×0.6s=6 m/s
②[3]墙壁上的窗子高度d=1.4m,则小球通过的路程
h′=d+h=1.4m+1.8m=3.2m
则小球运动到窗子下沿所需时间
小球通过窗子所用的时间
21.如图所示,雨燕沿虚线方向匀速斜向上飞翔。
(1)画出雨燕所受力的示意图;(O为重心)( );
(2)此时雨燕所受的力______(选填“是”或“不是”)平衡力。
【答案】 是
【详解】(1)[1]如图所示,雨燕沿虚线方向匀速斜向上飞翔时,受到竖直向下的重力的作用和竖直向上的升力的作用。作用点画在重心O点。如图所示:
(2)[2]雨燕匀速斜向上飞翔,处于平衡状态,在竖直方向上受到的重力和升力大小相等,方向相反,作用在同一条直线线,是一对平衡力。故此时雨燕所受的力是平衡力。
22.如图,工人将底面积为0.5m2、重500N的货物推入静止的货柜中(忽略空气阻力)。在货柜的同一水平底面上,货物受到水平向右100N的推力F,从A点匀速运动到B点用时1s,在B点撤去F,货物持续运动0.5s停在D点;
(1)用“•”表示货物,在方框中画出货物在C点的受力示意图;
(2)货物到A点时为计时起点,在图2中画出0~1.2s货物所受摩擦力的大小随时间变化的图象;
(3)求出货物停在D点时柜面受到的压强大小。
(4)在斜面上货物受到沿斜面向上250N的推力F1,求从P点匀速运动到Q点推力F1做的功。
【答案】(1)(2)(3)1000Pa;(4)500J
【详解】解:(1)由题意可知,物体重500N,因此在C点,物体受到大小为500N的重力和大小为500N支持力;因为货物受到水平向右100N的推力F,从A点匀速运动到B点,根据二力平衡可知,受到的摩擦力为100N,当在C点时,因为压力与接触面粗糙程度不变,因此受到的摩擦力仍为100N,方向与运动方向相反。如图所示:
(2)因为货物受到水平向右100N的推力F,从A点匀速运动到B点,根据二力平衡可知,受到的摩擦力为100N,而滑动摩擦力大小和接触面粗糙程度以及压力有关,0~1.2s,接触面粗糙程度和压力没有变,因此所受摩擦力的大小为100N不变,故所受摩擦力的大小随时间变化的图象,如图所示:
(3)货物停在D点时,货物水平放置,货物对车厢的压力等于货物的重力
F=G=500N
货物底面积为S=0.5m2,因此货物停在D点时柜面受到的压强
(4)货物受到沿斜面向上的推力F1=250N,货物在推力下通过的路程s=2m,P点匀速运动到Q点推力F1做的功
W=F1s=250N×2m=500J
答:(1)货物在C点的受力示意图,如图所示:
(2)0~1.2s货物所受摩擦力的大小随时间变化的图象,如图所示:
(3)货物停在D点时柜面受到的压强为1000Pa;
(4)P点匀速运动到Q点推力F1做的功为500J。
23.如图所示,是某学校科技节上展示的两件作品。
(1)图1甲是简易的温度计,它的工作原理是利用___________的性质而制成的。当温度升高时,玻璃管内的液面会___________;其测温效果与小玻璃瓶的容积和玻璃管的___________有关;
(2)图1乙是简易的气压计,将其从山脚带到山顶时,外界大气压___________,玻璃管内液柱的液面会___________。
[提出问题]小华发现图1甲、乙的构造非常相似,提出乙是否也能做温度计使用?
[设计实验和进行实验]把两装置中的小玻璃瓶同时没入同一热水中,观察到乙装置中玻璃管内液柱上升更明显,这是由于瓶内的___________受热膨胀更显著,故乙也能做温度计使用。
[拓展]查阅相关资料,了解到人们很早就发明了如图2所示的气体温度计,当外界环境气温升高时,该温度计中的管内液面会___________。但由于受外界___________、季节等环境因素变化的影响,所以这种温度计测量误差较大。
【答案】 液体的热胀冷缩 上升 内径大小 降低 上升 气体温度升高 下降 大气压
【详解】(1)[1][2]液体温度计是利用液体的热胀冷缩的性质来工作的,当温度上升时,瓶内的液体受热会膨胀,导致玻璃管内液面上升。
[3]其测温效果与小玻璃瓶的容积和玻璃管内径大小度有关:在相同条件下,玻璃管越细,液面上升越大。
(2)[4][5]从山脚带到山顶时,海拔升高,外界气压降低,而瓶内气压不变,导致瓶内外气压差变大,玻璃管中液面上升。
[6] [7]把两装置中的小玻璃瓶同时没入同一热水中,乙装置中玻璃管内液柱上升是由于瓶内气体温度升高,体积膨胀,乙装置中玻璃管内液柱上升更明显,说明气体受热膨胀更显著,故乙也能做温度计使用;
[8]图2 所示的气体温度计,下方容器与大气相通,外界环境气温升高时,细管上方密封的气体膨胀,压强变大管内液面下降;该装置通过细管中密闭的气体压强变化显示温度,所以当外界大气压发生变化时,即使温度不变,细管中液面高度会发生变化,影响测量结果。
24.“国际沸点项目”是一项以“研究影响水沸点的因素”为主题的国际合作项目,该项目为来自世界各地的师生搭建了数据共享的平台,全世界学生都可以在当地进行“水的沸腾”实验,并将数据和报告提交到项目网站,实现共享交流。请根据如下指引参与该项目式学习。
【驱动问题】水的沸点受哪些因素的影响?
【开展实验】进行水的沸腾实验并收集数据。
【提交数据】网站上要求提交的数据包括但不限于:水的沸点、水的体积、海拔、经纬度、加热设备等。
(1)你认为还可以补充提交的数据有_______;(任写一个)
【交流分析】下文摘自美国新泽西州Marlboro中学的八年级学生提交的报告,请分析报告回答问题:
①我们班用了不同体积的水来测量,发现所有的沸点都相同。实验中引起我们注意的一件事是:②靠近空调的几个小组测得的沸点略低于教室另一边的几个小组测得的沸点。在科学课上,我们学过空气流动会引起气压变化,因此,我们猜测这是导致数据不一致的原因。③而将我们所处的海拔与该项目中其他学校作比较后,发现海拔越高的地方沸点越低……能与世界其他地方的伙伴一起参与项目时,我们感觉自己像“真正的科学家”。
(2)画线①处所述现象说明:水的沸点与水的体积_______;(选填“有关”或“无关”)
(3)画线②、③处所述现象能论证影响水的沸点的本质因素是_______。请结合所学知识说出论证依据:_______;
【项目延伸】小华受国际沸点项目的启发,想到物理老师曾说过:地球上不同地方的“g值”也有差异。于是他上网查询到下表,并想要发起一个“国际g值项目”。
表1 一些地点的g值
地点
地理纬度
g值(N/kg)
赤道
0°
9.780
广州
23°06'
9.788
武汉
30°33'
9.794
上海
32°12'
9.794
北京
39°56'
9.801
纽约
40°40'
9.803
莫斯科
55°45'
9.816
北极
90°
9.832
(4)分析表1数据,你认为g值大小与地理纬度的关系可能是________;
(5)如图是我国四大卫星发射中心分布图,请结合图像说明海南文昌卫星发射中心的优势条件:________;
(6)小华查阅资料得知:在运动学中,g值又被称作“重力加速度”,用来描述物体在只受重力作用且由静止释放后的速度变化情况,它在数值上等于单位时间内速度的变化量。如下图是同一物体(m=lkg)分别从广州、莫斯科两地同一高度静止释放后的v-t图像,该物体在广州静止释放后第5s的速度为_______m/s;在这两地,5s内该物体重力做的功相差_______J。(物体未落地且不计空气阻力)
【答案】 气压值 无关 气压 见解析 g值大小随地理纬度的增大而增大 克服重力做功小,节省燃料 48.94 6.8614
【详解】(1)[1]由生活经验可知,水的沸点受气压的影响,因此还可以补充提交的数据有气压值。
(2)[2]由题意知,用了不同体积的水来测量,发现所有的沸点都相同,因此水的沸点与水的体积无关。
(3)[3]由题意知,靠近空调的几个小组测得的沸点略低于教室另一边的几个小组测得的沸点;而将我们所处的海拔与该项目中其他学校作比较后,发现海拔越高的地方沸点越低,以上所说的本质改变的气压,因此影响水的沸点的本质因素是气压。
[4]因为气压越高,液体表面的压力越大,液体沸腾成水蒸气时越难从液体中分离出来,因此需要液体达到更高的温度,所以气压越高液体的沸点越高。
(4)[5]分析表1数据可知,地理纬度越大g值越大,因此g值大小与地理纬度的关系可能是g值大小随地理纬度的增大而增大。
(5)[6]由我国四大卫星发射中心分布图可知,海南文昌卫星发射中心的地理纬度较低,则其g值较小,与其他卫星发射中心相比,其优势条件是克服重力做功小,节省燃料。
(6)[7]由题意知,在运动学中,g值又被称作“重力加速度”,用来描述物体在只受重力作用且由静止释放后的速度变化情况,它在数值上等于单位时间内速度的变化量。则物体在广州静止释放后第5s的速度为
[8]该物体在广州的重力为
G1=mg1=1kg×9.788N/kg=9.788N
在广州5s内下落的高度
重力做功为
W1=G1h1=9.788N×122.35m=1197.5618J
该物体在莫斯科的重力为
G2=mg2=1kg×9.816N/kg=9.816N
在莫斯科静止释放后第5s的速度为
在莫斯科5s内下落的高度
重力做功为
W2=G2h2=9.816N×122.7m=1204.4232J
重力做功相差
ΔW=W2-W1=1204.4232J-1197.5618J=6.8614J
25.2008年9月25日21时10分,我国成功发射了神舟七号飞船,并且首次实现了我国航天员太空行走的愿望。如图所示,是我国航天员翟志刚出舱时的英姿,请问:
(1)与在地球上相比,航天员在太空上的质量 ______,受到的重力 ______;(选填“变大”、“不变”或“变小”)
(2)出舱的航天员与轨道舱之间需要系上一根安全系绳。当航天员意外漂离轨道舱时,可拉着绳子返回轨道舱。这利用了物体间力的作用是 ______的和力可改变物体的 ______;
(3)“飞天”舱外航天服的手掌部分有灰色的橡胶颗粒,是为了 ______,从而 ______(选填“增大”、“减小”)摩擦;
(4)若不穿舱外航天服,只带氧气瓶,航天员能否走出舱外活动?运用你所学的物理知识说出一条理由。答:______(选填“能”或“不能”),因为 ______。
【答案】 不变 变小 相互 运动状态 增大接触面的粗糙程度 增大 不能 见解析
【详解】(1)[1][2]质量是物体的一种属性,它不随位置的改变而变化。航天员在太空与在地球上相比,只是位置发生了变化,因此质量不变,而重力将变为原来的,所以与在地球上相比,航天员在太空上的质量不变,受到的重力变小。
(2)[3][4]因为物体间力的作用是相互的,当航天员拉着绳子时,绳子也给宇航员一个力,这样当航天员意外漂离轨道舱,可拉着绳子返回轨道舱,从而也改变了宇航员的运动状态。
(3)[5][6]“飞天”舱外航天服的手掌部分有灰色的橡胶颗粒,这是在压力不变的情况下,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的。
(4)[7][8]若不穿舱外航天服,只带氧气瓶,因为太空没有大气压(或太空温度太低、太阳照射面温度太高、太阳光的紫外线太强等),航天员走出舱外活动将会有生命危险,所以不能走出舱外活动。
26.阅读短文,回答问题。
如图所示,为高速列车的无砟(砟:小块的石头)轨道。无砟轨道(如甲图)的路基不用碎石,铁轨和轨枕直接铺在混凝土上,这可减少维护、降低粉尘。高速列车在无砟轨道上运行时如子弹头般穿梭而过,时速可达360千米(如乙图),传统铁路的钢轨是固定在枕木上,如图为小碎石铺成的路砟(如丙图)。
(1)列车设计为子弹头型,目的是:___________;
(2)在列车车厢的桌面静放着一重为10N的杯子,已知列车在加速行驶的过程中,杯子滑动时受到的滑摩擦力大小是重力的0.6倍。那么,列车在匀速行驶过程中,杯子受到的摩擦力大小为___________ N,此时列车的动力___________ (选填“大于”“小于”或“等于”)阻力;
(3)沪宁两地高速铁路线长是297km,若列车的平均速度是330km/h,则它从南京行驶到上海用时为___________ min。
【答案】 减小空气阻力 等于
【详解】(1)[1]列车设计为子弹头型是因为流线型的外表能在运行过程中,通过减少汽车的迎风面积,减小空气阻力。
(2)[2]列车匀速行驶时,杯子与列车没有相对运动趋势,所以摩擦力为。
[3]列车匀速行驶时,列车水平方向受到的动力和阻力是平衡力,两个力大小相等。
(3)[4]由速度公式可知,从南京行驶到上海所用时间
27.在实际生活中,人们都知道汽车行驶时轮胎气压不能太高也不能太低,轮胎气压过高或者过低都会损坏轮胎,影响行车安全.除此以外,是否还有其他影响呢?某小组同学查阅资料发现,汽车行驶时轮胎对沥青路面产生的压强称为轮胎平均接地压强,这一压强过大将会对沥青路面产生不利的影响,而轮胎平均接地压强与汽车荷栽以及轮胎气压密切相关,下表是有关的实验数据.
序号
轮胎气压
汽车荷载
轮胎平均接地压强
1
0.6
110
0.76
2
131
0.84
3
151
0.88
4
0.7
110
0.88
5
131
0.94
6
151
0.99
7
1.0
110
1.00
8
131
1.05
9
151
1.14
①分析实验序号1与2与3(或4与5与6,或7与8与9)的数据可得出的初步结论是,当轮胎气压一定时,_________
②分析实验序号1与4与7(或2与5与8,或3与6与9)的数据可得出的初步结论是,当汽车荷载相同时,________;由此可以猜想:当汽车荷载一定时轮胎气压改变可能导致轮胎与地面间的____改变,从而改变了轮胎平均接地压强.
③分析实验序号3与4的数据可得出的初步结论是,当轮胎气压从增大至时,所产生的效果相当于在轮胎气压保持的情况下增加约____N的汽车荷载.
如果你是道路养护单位的工作人员,请结合上述结论和所学的物理知识,向广大车主解释在汽车荷载一定时,为什么夏天比冬天给轮胎加气少(提示:爆胎情况不用分析).____
【答案】 汽车荷载越大,轮胎平均接地压强越大 轮胎气压越大,轮胎平均接地压强越大. 接触面积 在汽车荷载一定时,夏天比冬天给轮胎加气少是为了减小轮胎气压,减小轮胎平均接地压强,保护沥青路面.
【详解】①分析实验序号1与2与3(或4与5与6,或7与8与9)的数据发现轮胎气压相同,当汽车荷载量增加时,轮胎平均接地压强增大,故可得出的初步结论是,当轮胎气压一定时,汽车荷载越大,轮胎平均接地压强越大;
②分析实验序号1与4与7(或2与5与8,或3与6与9)的数据发现汽车荷载相同,轮胎气压越大,轮胎平均接地压强越大,故可得出的初步结论是,当汽车荷载相同时,轮胎气压越大,轮胎平均接地压强越大;由公式可知汽车荷载一定时,对地压力一定,压强不同的原因是受力面积不同,故轮胎气压改变可能导致轮胎与地面间的接触面积改变,,从而改变了轮胎平均接地压强;
③分析实验序号3与4的数据可得当轮胎气压从0.6×106Pa增大至0.7×106Pa时,所产生的效果相当于在轮胎气压保持0.6×106Pa的情况下增加约:151×103N-110×103N=4.1×104N的汽车荷载;
由②知,当汽车荷载相同时,轮胎气压越小,轮胎平均接地压强越小;夏天的温度高于冬天,为了保持相同气压夏天比冬天给轮胎加气少,减小轮胎平均接地压强,保护沥青路面.
28.如图所示,有一茶杯静止在水平桌面上。
(1)画出:茶杯的受力示意图;
(2)证明:茶杯对桌面的压力大小等于茶杯的重力。
【答案】(1) ;(2)见解析
【详解】(1)茶杯受重力和支持力的作用,作用点在茶杯的重心,重力方向是竖直向下的。支持力的方向竖直向上,过重心画竖直向上和竖直向下的有向线段,标上F和G,如图所示:
(2)茶杯处于静止状态,在竖直方向上受到的重力与桌子对其向上的支持力是平衡的,二者大小相等。力的作用是相互的,桌面对茶杯有一个向上的支持力,茶杯对桌子有一个向下的压力,二者大小相等。综上所述,茶杯的重力与其对桌子的压力都与桌子对茶杯的支持力相等,则二者是相等的。
29.现代社会汽车大量增加,发生交通事故的一个重要原因是遇到意外情况时车不能立即停止。司机从看到情况到操纵制动器来刹车需要一段时间,这段时间叫反应时间;在这段时间内汽车要保持原速前进一段距离,这段距离叫反应距离。从操纵制动器刹车,到车停下来,汽车又要前进一段距离,这段距离叫制动距离,下面是一个机警的司机驾驶一辆保养得很好的汽车在干燥的水平公路上以不同的速度行驶时,测得的反应距离和制动距离,请回答:
速度(km/h)
40
50
60
80
100
反应距离(m)
7
9
11
15
19
制动距离(m)
8
13
20
34
54
①刹车过程中轮胎会发热,这是由于_________力做功引起的。
②分析上表数据可知,汽车制动距离与行驶速度的关系是:________________。
③利用上表数据,估算该司机的反应时间为____________(精确到0.01秒)秒。
④为了提醒司机朋友在雨雪天气里注意行车安全,在高速公路旁边设置了“雨雪路滑,减速慢行”的警示牌,请简要说明这句话的物理道理。_____________。
【答案】 克服摩擦 行驶速度越大制动距离越长 0.66s 见解析
【详解】①[1]刹车过程中轮胎发热是由于克服摩擦力做功引起的,这个过程中机械能转化为内能。
②[2]由表中数据可知:速度由40km/ h到100km/h,对应的制动距离由8m到54m,故知:行驶速度越大制动距离越长。
③[3]以第一组数据为例40km/h≈1lm/s,反应距离是7m, 司机的反应时间为
依次计算不同速度下司机的反应时间分别为:0.65s、0.66s、0.67s、0.68s,求这几个数的平均值可得出司机的反应时间为
④[4]雨雪路滑,接触面的粗糙程度减小,摩擦力减小。汽车制动后,由于惯性仍向前运动,摩擦力越小越不易停下来,所以要减速慢行。
30.新能源汽车绿色环保、智能化程度高,深受全世界人民喜爱,这一领域我们已“遥遥领先”。请根据某品牌新能源汽车相关参数解答相关问题。(g取10N/kg)
某新能源汽车参数
车型尺寸
4997/1963/1440mm|
整车质量
2200kg
电动机总功率
500kW
最大时速
270km/h
满电续航里程
800km
电池储存能量
3.6×108J
(1)为保证驾驶安全,请你根据所学物理知识为司机提出一条合理建议:______;
(2)该车停放在水平路面时对地面的压力为多少N______?
(3)每条转胎与地面的接触面积为500cm2,对水平路面的压强为多少Pa______?
(4)充满电后,若以72km/h的速度匀速行驶720km,电量刚好耗完(做的功等于电池储存能量),电机实际功率为多少W______?
【答案】 见详解 2.2×104 1.1×105 1×104
【详解】(1)[1]为保证驾驶安全,根据所学物理知识,我们可以为司机提出以下合理建议:
由于汽车具有惯性,在行驶过程中如果突然刹车或转弯,乘客和司机会因为惯性而保持原来的运动状态,可能会与车内的其他物体发生碰撞,造成伤害。因此,建议司机在行驶过程中要系好安全带,这样在发生紧急情况时,安全带可以起到缓冲作用,减少乘客和司机的伤害。
(2)[2]该车停放在水平路面时,对地面的压力等于其重力。根据重力公式G=mg可得车的重力
G=mg=2200kg×10N/kg=2.2×104N由于车对地面的压力等于其重力,所以该车对地面的压力为2.2×104N。
(3)[3]车对地面的压力作用在四个轮胎上,每个轮胎与地面的接触面积为500cm2,即0.05m2。根据压强公式得车对水平路面的压强
其中,S1为单个轮胎与地面的接触面积。
(4)[4]充满电后,若以72km/h的速度匀速行驶720km,电量刚好耗完,即电机做的功等于电池储存的能量。根据电功率公式,我们需要先求出电机做功的时间,再计算电机的实际功率。
首先,根据速度公式,我们可以求出电机做功的时间
然后,将电池储存的能量(即电机做的功)和时间代入电功率公式,求出电机的实际功率
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